Spinwellen-, Hysterese- und Magnetowiderstandseffekte in austauschgekoppelten Co-Doppelschichten

Walz, U.

Book/Report

FZJ-2018-03114

Spinwellen-, Hysterese- und Magnetowiderstandseffekte in austauschgekoppelten Co-Doppelschichten

Walz, U. (Corresponding author)FZJ*

1989
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Jülich : Kernforschungsanlage Jülich, Verlag, Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 2272, 75 p. (1989)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/18623

Report No.: Juel-2272

Abstract: Dünne magnetische Filme spielen seit Jahren sowohl in der Grundlagenforschung wie auch in der technischen Anwendung eine große Rolle. Besondere Bedeutung kommt dabei der Tatsache zu, daß bei abnehmender Dicke einer ferromagnetischen Schicht zunehmend die magnetische Oberflächen- bzw. Grenzflächenanisotropiedie magnetischen Eigenschaften, z. B. das Ummagnetisierungsverhalten beeinflußt. Dies läßt sich gut an sogenannten Vielfachschichtsystemen untersuchen. Ein solches System besteht aus einer alternierenden Folge von ferromagnetischen und nichtmagnetischen Filmen. W. J. G. Draaisma et. al. [1] haben den Einfluß der Grenzflächenanisotropie am polykristallinen Pd/Co- und Pd/Fe-Multischichtsystem untersucht. Bei Co-Einzelschichtdicken unterhalb 0 .8 nm beobachteten sie, daß mit weiter abnehmender Co-Schichtdicke zunehmend die Schichtnormale die bevorzugte Magnetisierungsrichtung wurde. Bei einer Schichtdicke von 0.2 nm erreichten sie eine Remanenz bzgl. der Schichtnormalen von ca. 95 %. Bei diesen Schichtsystemen ist aber auch die magnetische Kopplung der ferromagnetischen Schichten untereinander zu berücksichtigen, die durch Dipol-Dipol-Wechselwirkung oder Zwischenschichtaustausch verursacht wird und ebenfalls die dynamischen und statischen magnetischen Eigenschaften solcher Systeme beeinflußt [2]. Um die reinen Kopplungseffekte zu untersuchen, beschränkt man sich im einfachsten Fall auf sogenannte Doppelschichtsysteme, bei denen zwei identische ferromagnetische Filme durch eine nichtferromagnetische Zwischenschicht getrennt sind. Zudem wählt man die Dicke der magnetischen Filme so groß, daß Oberflächen- bzw. Grenzflächen-Anisotropieeffekte vernachlässigbar sind. Solche Kopplungsphänomene wurden schon an verschiedenen 3d- und 4f-Metallsystemen untersucht, z. B. an polykristallinen Permalloy-Doppelschichten mit V, Cu, Pd, Ag, Au, Gd und Cr-Zwischenschichten [3] sowie an polykristallinen Fe-Doppel schichten mit den gleichen Zwischenschichtmaterialien [4]. Bei einkristallinen Fe/Cr/Fe-Doppelschichten wurde eine negative,als antiferromagnetisch bezeichnete Zwischenschichtaustauschkopplung festgestellt, die dazu führt, daß sich die Magnetisierungen der beiden Fe-Einzelschichten in kleinen Feldern antiparallel ausrichten [5]. In dieser Arbeit werden nun experimentelle Ergebnisse bezüglich des Zwischenschichtaustausches an polykristallinenCo-Doppelschichten mit Trennschichten aus Pd, Au und Cr vorgestellt. Die Schichten werden mittels Elektronenstrahlverdampfens hergestellt. Das Ummagnetisierungsverhalten wird mit Hilfe des magnetooptischen Kerr-Effektes sowie mittels Magnetowiderstandsmessungen untersucht. Als Sonde für die Austauschkopplung wird das Verhalten der Spinwellen betrachtet, das mit Hilfe von Brillouin-Lichtstreuung beobachtet werden kann. Die Arbeit ist in zwei Hauptkapitel unterteilt. Im ersten Abschnitt wird ein Uberblick über die drei verwendeten Meßmethoden sowie ihren theoretischen Hintergrund in bezug auf das gestellte Meßproblem gegeben ; außerdem wird in kurzer Form die Probenpräparation sowie die Charakterisierung der Proben erklärt. Im zweiten Teil werden die an den einzelnen untersuchten Systemen gewonnenen Meßergebnisse dargestellt und diskutiert. In einer Zusammenfassung werden die einzelnen Ergebnisse nochmals im Zusammenhang dargestellt.

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